CN112394386A - 一种放射性钠气溶胶取样监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种放射性钠气溶胶取样监测装置，所述取样监测装置用于钠冷快堆放射性钠火事故监测，所述取样监测装置包括钠气溶胶专用取样器、探测装置，以及与之配套的流量计、压差计和电磁阀。采用本发明的取样监测装置，可以对钠冷快堆放射性钠火事故进行监测，实现对放射性钠火事故探测的多样性，且设备具备核级特性，可以长期稳定运行。
Description
技术领域
本发明属于放射性气溶胶总γ监测领域，具体涉及一种放射性钠气溶胶取样监测装置。
背景技术
钠冷快堆的一次冷却剂为液态金属钠，钠原子在反应堆运行过程中的活化产物24Na的比活度极高，且衰变时发射2条能量分别为1.369MeV(100％)和2.754MeV(99.85％)的γ射线，导致一次冷却剂具有极强的放射性。
液态金属钠具有活泼的化学性质，发生泄漏后，可能发生剧烈燃烧，产生大量的气溶胶，强放射性的钠气溶胶若随着厂房排风释放到环境中，会对公众和环境造成严重危害。因此，对放射性钠气溶胶的探测显得非常重要。
国内现有的相关的监测装置主要包括总α、总β测量装置，总γ测量装置，剂量率监测装置等。其中，总α、总β测量装置用于放射性气溶胶监测，关键设备为放射性气溶胶监测仪，但是其滤材料孔径过小，机械强度差，易堵塞破损，不利用长期连续运行，产生的放射性废物多；且用于降低测量环境本底的前屏蔽导致设备重量和体积较大；探测器无法进行γ射线测量，也无法在确定事故后隔离取样回路。总γ测量装置用于放射性碘监测，关键设备为放射性碘监测仪，(碘)滤盒需定期(每周)更换，用于过滤气溶胶可能导致性能变差，且无法在确定事故后隔离取样回路。剂量率监测装置用于中国实验快堆(CEFR)放射性钠气溶胶监测，关键设备为“带G-M计数管的过滤器”(实用新型专利：ZL 200820132802.8)，其圆片滤纸孔径过小，机械强度差，易堵塞破损，不利用长期运行，产生的放射性废物多；过滤器的布置过于集中，单通道发生事故后的取到的放射性必然影响附近其他通道；端窗型G-M计数管不具备核安全级特性，无法在确定事故后隔离取样回路。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种放射性钠气溶胶取样监测装置，以对钠冷快堆放射性钠火事故进行监测，且设备具备核级特性，可以长期稳定运行。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：提供一种放射性钠气溶胶取样监测装置，所述取样监测装置用于钠冷快堆放射性钠火事故监测，所述取样监测装置包括钠气溶胶专用取样器、探测装置，以及与之配套的流量计、压差计和电磁阀；
所述钠气溶胶专用取样器用于放射性钠气溶胶取样；
所述探测器用于钠气溶胶放射性水平测量；
所述流量计和压差计用于取样回路流量的监测；
所述电磁阀用于事故确定后取样回路的隔离。
进一步地，所述钠气溶胶专用取样器为半球形可拆卸部件，通过打磨抛光，是的该部件不易被沾污，且易去污。用法兰连接保证了部件的可拆卸性，拆卸后即可露出大面积过滤材料，便于过滤材料的更换。
进一步地，所述钠气溶胶专用取样器中的过滤材料采用纤维材质，且其孔径针对典型钠燃烧初期所产生的气溶胶粒径，该过滤材料即有利于对放射性钠气溶胶的有效过滤，也有利于本装置的长期运行。过滤材料放置在网状不锈钢支撑片上，经钠气溶胶专用过滤器上的橡胶内嵌压紧环固定后，保证取样气体全部经过过滤材料。
进一步地，所述钠气溶胶专用取样器设置了探测器安装孔，安装孔的尺寸可根据探测器的尺寸调整，安装孔与探测器采用法兰连接。
进一步地，所述探测器用于对放射性钠中γ射线的探测，将γ射线的转换为可测量的电信号。
进一步地，所述流量计和压差计用于取样回路状态的监测，并将状态实时送至二次仪表，进而上传至控制室。
进一步地，所述电磁阀用于事故确定后取样回路的隔离，该信号与放射性监测仪的报警信号连锁，可有效降低放射性物质的扩散。
进一步地，所述部件集中安装于同一个底座上，采用壁挂式设计，安装位置灵活，可有效降低取样过程中的气溶胶损失，并降低设备整体的响应时间。
本发明的有益技术效果在于：
(1)专用取样器的设置保证对放射性钠火事故探测的可靠性和系统运行的稳定性；设备在运行过程中的维保工作较少，既降低了经济成本，也减少了运行人员的辐射照射。
(2)通过对探测装置的设计，使其探测对象针对放射性钠火事故的典型核素24Na，有效避免了本底核素对探测结果的影响。
(3)提高了对放射性钠火事故监测设备的可靠性，使得设备整体具有核级特性，可以填补国内通过核级辐射监测设备进行放射性钠火探测的空白。
(4)避免了放射性物质的扩散；且低频率的滤材料更换有利于放射性固体废物最小化。
附图说明
图1是本发明放射性钠气溶胶取样监测装置的结构示意图；
图中：1-钠气溶胶专用取样器；2-取样器外壳；3-过滤材料支撑体；4-过滤材料；5-过滤材料压紧环；6-探测装置；7-流量计；8-压差计；9-电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
本发明提供一种放射性钠气溶胶取样监测装置，如图1所示，所述取样监测装置用于钠冷快堆放射性钠火事故监测，所述取样监测装置包括钠气溶胶专用取样器1，取样器外壳2，过滤材料支撑体3，过滤材料4，过滤材料压紧环5，探测装置6，流量计7，压差计8，电磁阀9。
所述钠气溶胶专用取样器1包括取样器外壳2，过滤材料支撑体3，过滤材料4，过滤材料压紧环5的安装固定，整个取样器可拆卸，便于取样器内部过滤材料的维护，与设备固定部分通过法兰连接，既保证了设备的密封性，也保证了设备的可维护性。
所述取样器外壳2的机械设计，使其满足两个基本条件：①尺寸满足容纳非事故工况下至少一个换料周期的过滤材料；②机械性能满足核安全级设备的特性。同时，钠气溶胶专用取样器1外壳采用法兰式连接设计，使得外壳可更换、维修和便于更换过滤材料。
所述过滤器支撑体3采用可拆卸的网状不锈钢薄片，其机械强度满足各种工况下对过滤材料的支撑，且其厚度对探测器所测量的24Na所产生的γ射线的计数不会有明显的影响。
所述过滤材料4是根据放射性钠气溶胶的粒径研制的钠气溶胶专用过滤材料。该过滤材料通过粒径区别仅对钠火产生的气溶胶进行高效过滤富集，而对其他粒径的气溶胶的过滤效率极低，在保证了对放射性钠火事故高灵敏探测的同时，可使钠气溶胶专用取样器1长期可靠运行，克服了因普通气溶胶滤纸易损易堵塞破损而需要经常更换的缺点。此外，其强度可满足取样回路的各种运行情况。
所述过滤材料压紧环5采用高性能橡胶材质，内嵌在取样器外壳2中，用于过滤材料的固定。
所述探测装置6包括探测器安装孔和探测器2个部分，探测器安装孔与探测器采用法兰连接。探测器安装孔的设置既为探测器提供了固定支撑结构，有实现了取样器与探测器的实体隔离，有效保护了精密的探测器。
所述流量计7和压差计8，实现对回路状态的有效监测。
所述电磁阀9用于取样回路的隔离。当设备的高值报警被触发后自动发出电磁阀的隔离指令，并自动隔离取样回路，从而避免放射性物质的扩散。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种放射性钠气溶胶取样监测装置，其特征在于，所述取样监测装置用于钠冷快堆放射性钠火事故监测，所述取样监测装置包括钠气溶胶专用取样器、探测装置，以及与之配套的流量计、压差计和电磁阀。
2.一种如权利要求1所述的放射性钠气溶胶取样监测装置，其特征在于，所述钠气溶胶专用取样器由钠气溶胶专用过滤器和支撑体组成，整体可拆卸维护，支撑体与过滤材料接触部分内嵌过滤材料压紧环，可拆卸部分与固定部分通过法兰连接。
3.一种如权利要求1所述的放射性钠气溶胶取样监测装置，其特征在于，所述钠气溶胶专用取样器中的过滤材料采用纤维材质，且其孔径针对典型钠燃烧初期所产生的气溶胶粒径，过滤材料由下方的网状不锈钢支撑片支持。
4.一种如权利要求1所述的放射性钠气溶胶取样监测装置，其特征在于，所述钠气溶胶专用取样器设置了探测器安装孔，安装孔与探测器采用法兰连接。
5.一种如权利要求1所述的放射性钠气溶胶取样监测装置，其特征在于，所述流量计位于过滤器后端，压差计连接在钠气溶胶专用取样器两端。
6.一种如权利要求1所述的放射性钠气溶胶取样监测装置，其特征在于，所述电磁阀设置在装置入口端。
7.一种如权利要求1-6任意一项所述的放射性钠气溶胶取样监测装置，其特征在于，所述探测器用于对放射性钠中γ射线的探测，将γ射线的转换为可测量的电信号。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的放射性钠气溶胶取样监测装置，其特征在于，所述取样监测装置的部件集中安装于同一个底座上；取样监测装置采用壁挂式设计，安装位置灵活。
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